Анатомия и физиология Патологическая Изменения в мозге при умеренных когнитивных нарушениях и болезни Альцгеймера

Несмотря на то что функция памяти не локализована в каком-то определенном участке мозга, некоторые его области играют ключевые роли в функционировании памяти. Главными из них являются гиппокамп и кора височной доли.

Гиппокамп — это важнейший элемент нервной системы (включая префронтальную кору), участвующий в процессах памяти. Неудивительно, что ученые, исследующие умеренные когнитивные нарушения (УКН), в первую очередь обратили внимание на структуру и активность гиппокампа Основной вопрос, которым они задаются, звучит так: повреждается ли гиппокамп при УКН и изменяются ли процессы его функционирования?

 гиппокамп

Рис. 13. Расположение гиппокампа в мозге

Гиппокамп состоит из миллионов мозговых клеток. МРТ, измеряющая количество серого вещества, может показать нам, существует ли связь между сокращением объема гиппокампа и болезнью Альцгеймера.

Одна недавняя научная работа объединила в себе результаты шести длительных исследований, в рамках которых отслеживалось уменьшение объема гиппокампа у пациентов с умеренными когнитивными нарушениями с течением времени. При этом у кого-то из них развилась болезнь Альцгеймера, а у некоторых нет.

Ученые также обращали внимание на другие структуры мозга, но гиппокамп и окружающая его кора головного мозга оказались единственными областями, демонстрировавшими прямую связь с умеренными когнитивными нарушениями и, позже, с болезнью Альцгеймера.

Таким образом, результаты МРТ позволяют утверждать:

уменьшение объема серого вещества в гиппокампе коррелирует с развитием болезни Альцгеймера спустя несколько лет.

Лондонский институт психиатрии провел исследование с участием 103 пациентов, страдающих УКН. Ученых интересовал не объем гиппокампа, а его форма. Изменения в мозговой ткани, вызываемые болезнью Альцгеймера, влияли на форму гиппокампа, которую измеряла специальная компьютерная программа.

В 80% случаев у пациентов с аномальной формой гиппокампа в течение года развивалась болезнь Альцгеймера.

Помимо серых и белых клеток в нашем мозге существуют и другие виды вещества, играющие важную роль в обмене веществ и передаче нервных стимулов. Магнитно-резонансная спектроскопия (МРС) позволяет ученым измерять концентрацию таких веществ. Вместе с моим коллегой я провел сравнительный анализ результатов всех МРС-исследований с участием пациентов с УКН и их здоровых сверстников. Мы обнаружили, что сокращение объема гиппокампа происходит в связи с потерей материи, отвечающей за эффективный обмен веществ. Как уже говорилось выше, у людей с болезнью Альцгеймера сокращение объема выражено куда более явно.

Другая группа исследователей доказала, что с возрастом в нашем организме замедляется выработка важного нейротрансмиттера — ацетилхолина. Ацетилхолин играет роль не только в процессах запоминания и обучения, но и в активации мышц.

При болезни Альцгеймера нейроны, производящие ацетилхолин, повреждаются, что значительно ухудшает функционирование нейротрансмиттера. Соответственно, лекарства против болезни Альцгеймера должны имитировать свойства ацетилхолина.

Еще одно важное изменение, происходящее со стареющим мозгом, — это формирование «клубков» или «бляшек» в мозговой ткани.

Как можно понять из названий, клубки — это перекрученные нефункциональные транспортные белки (которые выглядят как нити и находятся в нейронах), а бляшки состоят из нерастворимых компонентов белков.

При болезни Альцгеймера такие белки становятся аномальными и повреждают мозг Мы пока не уверены, как именно это происходит, но уже знаем, что наследственность играет в этом определенную роль.

На рисунке внизу показано, как бляшки, клубки и снижение числа нейронов выглядят при здоровом старении, при УКН (предвестнике болезни Альцгеймера) и непосредственно при болезни Альцгеймера.

 

когнитивные расстройства

В мозге здорового молодого человека отсутствуют клубки и бляшки; при нормальном старении их количество немного возрастает; у пациентов с УКН оно увеличивается еще больше, в основном в височной доле; а у пациентов с болезнью Альцгеймера клубки и бляшки распространяются по всему мозгу

Изображение в правом верхнем углу показывает мозг 80-летнего человека, не страдающего от когнитивных расстройств; в левом нижнем — пациента, испытывающего трудности с памятью, но не страдающего деменцией; а в правом нижнем — пациента с деменцией.

Здесь следует отметить следующие особенности.

  • Чем сильнее проявляется спад когнитивной функции, тем больше бляшек, клубков и областей с отмирающими нейронами обнаруживается в мозге.
  • Бляшки и клубки располагаются по-разному. У человека с УКН сильнее всего страдает гиппокамп, а у пациентов с болезнью Альцгеймера поражается куда большая часть мозга.
  • При болезни Альцгеймера часто возникает воспаление мозговой ткани, не характерное для нормального старения.

Логично было бы предположить, что наличие белковых бляшек указывает на снижение когнитивных функций. То есть чем больше бляшек образуется в мозге, тем хуже у человека становятся память и внимание.

Однако здесь стоит задать важный вопрос. Верно ли это только для пациентов с деменцией или также и для людей с другими формами белковых образований, часто встречающихся у вполне здоровых пожилых людей? До последнего времени проблема состояла в том, что определить количество и состав таких образований можно было только в результате вскрытия.

Процесс их формирования нереально было отследить по мере старения человека К счастью, сегодня разработаны специальные технологии сканирования мозга, позволяющие измерить уровень протеиновой аккумуляции. Исследователи из Национального института старения США применили эту технологию для изучения мозга 57 человек в возрасте около 80 лет. Для этих испытуемых также были доступны результаты тестов на когнитивные способности, проведенных одиннадцатью годами ранее.

Исследования показали, что чем старше человек, тем больше белковых образований накапливается в его мозге, и объем таких образований коррелирует со степенью снижения когнитивных способностей за одиннадцать лет.

Исследование доказало, что не только значительное увеличение числа белковых образований (как при болезни Альцгеймера) ведет к ухудшению умственных способностей. Небольшое количество накопленного белка тоже влияет на здоровье, хотя и в меньшей степени. Такая форма может проявляться у здоровых пожилых людей, и, вероятно, именно она ответственна за незначительное ухудшение функций мозга.

В ближайшие несколько лет нейрофизиологи собираются еще тщательнее проанализировать данные исследований мозга. Вопрос в том, целесообразно ли сканировать мозг людей, жалующихся на когнитивные проблемы, чтобы определить, кто из них имеет риск развития деменции.

Если ответ окажется положительным, то врачи смогут выписывать таким пациентам определенные упражнения, процедуры и режимы питания, чтобы предотвратить наступление деменции.

См. в разделе «Библиотека»: Андре Алеман. Мозг на пенсии.